制造管状产品的方法及装置的制作方法

专利名称：制造管状产品的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制作管状产品的方法M置，尤其用于制造电绝缘管件， 但不仅限于此。
背景技术：
电绝缘管件通常用于电线的电绝缘接头，例如在电动机的线圏内见到的那 些。这种管件由多个薄层的电^^#料(例如聚西旨)构成。这些产品有多种形
式，并JW^H艮多不同的方法制造。
一种类型的管是由几个电绝缘聚合物的窄带制作而成，它们都涂有^^'J 并且以一，斜角度a^—个圆柱形心轴上，从而形成带有螺旋接头的连续 长变的管。该管可以被切割^肖后的M。
另 一种类型的管是通过#^长度的电绝缘聚^;以垂直的角^P'j圆柱形 心轴上而制成，从而形成具有螺放横截面的管，其已经具有所需的长度。通过 ^^超声ifckW或津^^H吏层与层相互粘接，或通过加热使材^Mc久变形，从
而防jLil种管展开。JP2000067674A显示了这种管件结构。
用于构造上面所述的这种类型管件的粘射'J是对环^T害的，并且增加了 制造工艺鉢。当;I^^或变形净M作将一层材^Nt接到另一层上的手段时，将 ,或变形施加于管壁的整个厚度，iW绝缘性不利。另外，这种方法并不十 分可靠。
现在已经发明了一种新型的已知为透射激光焊接(through transmission laserwelding)的材朴職方式。在一种特定的布置中，在两个非'^t吸Jj^b^料 之间该卫一个' ^及收^#料，并且将'^b^口到吸收体Ji^而使其熔融并在 两个非激光吸收材料之间形成焊缝。这种类型的材料,相对比较新，并且 EP1785260显示了利用了这项4支术的发明实例
发明内容
本发明的目的;U^l—些上述问题。
因此，才娥本发明的第一个方面， 一种制造管状产品的方法包括以下步骤
i)在不吸 光的主^#料的第-~#]部^0_ >吸》1械分，ii)将主^#料成型
为管状，其中第-"^分叠放于第二部分上，JL^t^吸^M^^皮iO:于它们之间，
以及iii)引导适"f^^t吸^ii^^^及收的'^ue^通it^-^分并到ii^t吸 w分处，使得形w缝，致赠絲""^#所述第二部^#^合在一^。
因此，本发明涉;s^)^妄地点或周围，在不对主^t料本身ii^/f^r破坏 的前提下佳主^r^h^成为管状产品，因为,^1^^^到两个结合表面几 孩沐。
步骤i)可以包括在其成型过程中作为主^#料的整体部分形成的激光吸收 成分。通常这种构絲透射、^y^财贞献已知的。但是，同时錄当前情况
中也可育^A， ^it并不;I^L佳的，因为本发明M用于由容易得到的已知聚
^4勿带巻来成型管状产品。
因此，在步骤i)中一^N^的结构中，'W6吸4械分可以通it^口装置施
加到主^#料的第-"#鄉上。这个装置可以是毡尖涂敷器、皮下注射^4十头涂
敷器或^f^类似的形式，其可以lt^第二步骤之前或期间将'^t吸W^^a 到主^N"料上。可M，该涂敷器可以是预印或涂lfc^装置，其可以在第二 个步骤开始之前的一段时间将^6吸jM^^口到主^t料上。
在步骤ii)中，在第""^^i殳置到第二部分上之前，'^t吸M分可以被施 加到第二部^V或第一部分。；^口装置:^5r作用以;5L4使用中Vf可定位可以决
定选#^些选项中的哪一个。
在本发明的一个方案中，在步骤i)中^b及^l^且件可以间断财置在主体 材料的第""^部，使得在步骤iii)中形成了一系列的焊缝。如果成品可以充分 发挥这样的作用，这种布置可以用来节省原材料。然而，作为一个替M案，
在步骤i)中潮丸吸4域分可以连续布置在主^t料的第-HW部，使得在步骤iii)
形4一的连续的焊缝。
在本发明一个方法的步骤ii)中，第一^分可以沿着一^H于于管状形状的
轴的线设置在第二部分上。这样，该方法#^造出简单的管状产品，其沿着一 侧具有直焊缝。然而，在一个替齢法的步骤ii)中，第,分可以沿着一条绕 管状形状的轴螺旋设置的线被布置在第二部分上。在这种方法中，成品具有螺
5旋的焊缝，^it用于某些应用场合，尤其是^>负荷的那些特定的场合。
M的，在步骤ii)中主^Mt料可以从一个成型孑ul—系列的孔中拉出而形 成管状形状。如果成品是要沿一侧部具有直焊缝，可以将主^#料以与其纵向
轴一致的角度 口到该成型孑^一系列的孑匚可i^，如果成品是要具有螺J走
形状的焊缝，可以将主^Mt料以与纵向轴相倾斜的角度^口到成型孑Lil一系列 的孔。
在"HM^的方法中，在步骤ii)中主^#料可以成型为管状形状，其中第
二部分叠放在至少一个其它部分上。这样，该方法制造如下的成品，其中主体
材料在自身上多^4^;，并且得益于较高的强度。
在一个方法的步骤iii)中，主^t料可以通过圆孑Ul—系列孑Ui出，并且 可以在主体材料处于圓孔或一系列的孔中时将激光光线^口到激光吸收成分 上。因而，主>^#料在焊接过程中被^##^[立。
本发明的方法也可以进一步包括以下步骤iv)对主^(^N^h^足够时间的 焊4^后压缩力，佳威型的焊^:型，和/或v)对主^M^W口足够时间的焊接 后^HP， 4^型的焊^型。
#^理解到，需要新的装置来实紅述的制妙法。因此，4娥本发明的 第二方面，提供了一种实施如下面技术方案1所述的制造管状产品的方法的至 少步骤ii)和iii)的装置，其中该装置包*成型部件、管保持部件、激光器和
拉出部件，其中管成型部件包^t于将主^Mt料成型为管状形状的成型孑Lisl—
系列的孔，其中管##部件包括圓孑1^一系列的孑1^^^>孔，该^^>
孔与所述的圆孑Ul—系列的孑L成一定角度设置，其中'a器适于发射'W^Jt
it^by^Mi^主^Mt料上，以及其中拉出部件适于通过管成型部件和管##
部件拉出主糾料。
该装置还可以进一步包拾^t吸JM^^部件，其适于在步骤ii)中在第
"^分M在第二部分上之前,将^^吸^lW^^a到第二部^V或第"^分。
在一个te的结构中，管保持部分可以包括一^H殳置有贯通的圆孔的块。
圓孑L可以包括一个阶^y^口孑L^卜的辅助部分，其适于向主^#料提供足够
时间的焊接后压缩力和/iUf^后冷却，从而4^型的焊^bt型。
本发明还包括上面所涉及到的成品。因此，才娥本发明的第三方面，提供
一种使用下面的技术方案1-14 ^-项所述的制造方法制造的管状产品。


本发明可以以多种方式实施，但是，下面通过实例以及参照附图将要描述
两个务沐实施方式，其中
图1是实翻 本发明的第二个方面制造管状产品的方法的装置的透视图2是图1中所示装置的组件的透视图3是图1中所示装置的组件的横截面顺W见图4是^D4M居本发明的第三个方面的制造管状产品的方法制造的管状产 品的 ^截面端^L图5是图4中所示的管状产品放大的自面面端视图； 图6是图2中所示组件的^^i且件的ii f见图； 图7是图6中所示组件的it^见图；和 图8是实施制造管状产品的方法的^R^置的透一见图。
具体实施例方式
因此，如图1所示，才財居本发明的第二个方面的装置1，其实甜財居本发明 的第一个方面制造管状产品的方法，包^f成型部件2、管##部件3、 'g器 4、和拉出部件5。参照图2，图2中更详细胁出了管成型部件2，其包括一系 列的孔6，这些孔6用来将主^#料7成型为管状。参照图3，图3中其更详细 ^出了管##部件3，其包括圆孔8和与所述圓孔8成一定角度iU的'^^ 加孔9。再返回参照图1 ， 'a器4适于射出'^t^ 19穿ii^bfe^孔9到主 >(^#料7上。拉出部件5用絲过管成型部件2和管^#部件3拉出主^t料7。
装置1包括多个独立的相互邻近设置的组件。主^t料7是iM在巻轴10 上的聚"^带，絲10可旋转地安絲支架11上。管成型部件2、管##部件 3和'fct器4被i5X^匡架12上。拉出部件5包才射U在一对上部辊14上的上 部轨道13，和iU在一对下部辊16上的下部轨道15。上部辊14由相关的机械 设备(未示出)沿着顺时针方向驱动，上i^i/M^设备在所示位置支撑它们。下 部辊16由所ii^L^设备沿着逆时针方向驱动。支架11和拉出部件5是已知的。
管成型部件2、管##部件3和拉出部件5被布置在一个生产轴上，从而沿 直线通奴些组件拉出主^#料。絲在^J I过程中4^10尺寸改变，主糾 料7将不^#确地与生产轴对齐地离开巻轴10，例如有可能在它上面或下面。然而，将4# 10布置在平行于生产轴的平面上，从而偵主^#料7总是与生产 轴成一条线。制造的管状产品从拉出部件5被引导到切割和^N^设备(未 示出)。
框架12包括支撑管成型部件2和管保持部件3的横向部分17,使得孔6 和圆孔8沿着所述的生产i^iM。框架12进一步包括一个'狄器安絲18，其 将激光器4支撑在管保持部件3上方，从而g器4产生的 ^ 19与生产轴 垂直，并JW皮引导通it^b^口孔9。
装置1进一步包拾^吸》| ^ 口部件，图1中仅f睹到它的""^l^^且 件。^口部分包括^ii、絲吸4t^分的织物涂敷器。该涂敷器通过一个小泵保 持供应'^t吸4线分，其由^21从圓筒20供应。织物涂敷器类似于毡尖笔 的顶端，并且其在主^Mt料7 #^^^'〗管##部件3之前，有^Uk^主糾 料7上"绘制"激光吸4械分的线。
'^biy议分是很多商用染料的一种，其适于在940nm的'M波长下用于 焊接。激光器4是ROFTN DL018 二极管激光器，它的激光波长为 940nm+/-10nm，在大约200w辦。拉出部件5进^^ft，将主^#料以絲 上5 ^/^4中的^JL拉出穿ii^bt^ 19,執于透射^bU^妄足以进行有效的操 作。(#^理解到，如m&的波^it用于染料iL^之亦然，则所用的染^激 光器能够是伶阿已知类型的。另外，如果需要适应特定的染^M器构造， 可以调节拉出部件,的^JL。)
参照图2，管成型部件2包括一系列的九个: U122，它们安^一对平行 的安装杆23上。安影fr 23由固定拟匡架12上的块板24在它们的端部处i^f亍 支撑。每个;U1 22均有一个孔6,并且孔6从第一个^U122a上的扁平孔6a 渐ii^^一个^Ul 22b上的近似的圆孔6b。在第一个孔6a后的每个孔6都 在其一端有个弯曲部分，在另一端有个扁平部分。首先每个渐进的孔6比前一 个具有更大的弯曲部分和更小的扁平部分，直到弯曲部分是圓为止。从该点向 前，扁平部^"渐进地变小。结果，当主^f料7被4iitit些孔6时，其由扁平 形变为巻筒形，仅伸出短的扁平部分。
管>^#部件3包括安#^126上的块25，板26自身由安狄23支撑。块 25具有圓孔8，以及形成于其内的激M加孔9。圆孔8与孔6b在生产轴Jjft
齐，使得主^t料7^y^—个孔6b直^ft^j惆孔8，并且由于这才a故，从而由带有从其延伸的短的扁平部分的巻筒形，转变为完全的巻筒形。圆孑L8具 有倒角的第一端27，以防止4M过程中任啊不当的阻力。
这样，圓孔8形成在管成型过程中的最后部分。圆孔8的周勤肖小于扁平 孑L6a的M的四分之一，因而主^N"料7刚好包巻4次，如图4所示。当在圆 孔8内时，主^#料7##其管#造，如图3所示。
'^ 口孔9包括成锥形的顶部9a，从而不f聘集中到地点28上的^bt^ 19,在该地点28，其与^^it过圓孔8的主^N"料7相遇。W^口孔9还包 括M点28下面的底部9b，从而通iti^Mt料7的'^b^ 19的能量^it过块 25，且并不对其加热。圆孔8在8a处进行倒角，并在'W^口孔9后延伸，以 防iL^使用中的^f封可不当阻力。
圆孔8包括^^^加孔9 0卜的辅助部分29，其用来向主M料7提供 ;k^妾后压缩力和;tf^后的冷却，以侵&屯点28处形成的焊缝30定型。仅通过 ^i^N"料7在圆孔8内##巻筒形^|€供压缩力。通过块25的主体吸^^斤
生成热iiyc供^卩。
前^l只物涂敷器(图2和3中未示出)iM在孑Ul 22b械26之间，并且 其在主^#料#^^^惆孔8内之前在主^t料Ji^口线状的'W^及赋分。 航吸 分在如下的地点处#^口到巻的侧部，即在该地点处，当主^#料 叙圓孑L8时，在该地点处仍为扁平的主^^Mt料7的^部分将叠絲该巻上。
(才娥本发明的第一个方面制造管状产品的方法涉及叠》i^第二部分上的 主M料的第-"^分，其中^bt吸4域分布置在它们之间。#^理解到，从以 JiXt装置1的描述中，潮充吸J)议分^^在第"^^f皮布置到叠放位置之前施 加在截面部分。图5对》bii行了图示，且示出了完成的焊缝30是怎样布置到其 所位于的第一位置31和第二位置32之间的。)
使用中，该装置实施了才財居本发明的第一个方面制造管状产品的方法。因 此，在第一步骤i)， ^^吸》|域^^皮布置于主#^#料7的第-"W部，该主糾 料7是不吸4缝光的。在第二步骤ii)，主^Mt料7成型为管状，如图4所示， 其中第^分31叠錄第二部分32上，并JIJbt吸Jl域分布置在它们之间。 在第三步骤iii)，适于由^b及4域^^及收的^^19被引导通it^-"^分31 并到ii^6吸M^分，使得形，缝30,这导致所述第一部分31和第二部分 i 32舰合在一^。为了实^匕方法，首先将44由10安装在支架11上，并JLJ^Mt料7AU匕 处拉出，絲过管成型部件2、管##部件3和拉出部件5。然后启动拉出部件 5和激光器4，并且以差^^上5 ^分沖的速度M轴10自动地拉出主^#料7。
当主^t料7通过孔6并JLi^圓孔8内时，它被iM巻，如图4所示。 当主^Mt料7刚好^44次时，第二部分32在多个地点处叠放两个以上部分， 并且由于额外的叠置，在焊缝30下面为三个部分。由于这种结构，成品在所有 地点^^有优良的强度和电*&^性能。
正好在完成该4^前，将^吸》1 分在如下地点施加到巻的侧部上，即 在该地点处，当主^t料7iiAS'J圓孔8时，在atUk^、处仍^平的主^H"料7 的最后部分将叠方t^巻上。如此，主^#料的第二部分具有在步骤0 0的激
光吸歸料。
当主^t料7通iii^点28时，' ^19通:￡±^^#料7的第^^分31， 并由 >吸》1域^^及收，从而形^j:早缝30。当主^#料7通过块25的辅助部分 29时，焊缝30形成并且^HP。成品然后通过城13和15，并被引导到切割和 ,殳备(未示出)。
本发明的第三个方面限定了一种由上述制造方法生产的管状产品，并且图4 中示出的巻为jtb^供了支持。
上面所述的结构和方法在不脱离权利要求书的范围的情况下可以进行改 变。特别的，图6和7示出了能够代替板22的可脊氏的管成型部件33。它包括 块34，单个成形孔35穿过其中。成形孔35包括圓形部妙扁平部分，并且随 着孔35通过块34，扁平部分尺寸减小。主^^料7在扁平部分ii/、孔35，并 且g其通过该孔而被ii^巻，方式与上面所述的类似。(孔35具有贯通的圆 形部分，因为这比与上述孔6的形状完—致的孔更易加工。)像上述的孑U122 一样，块34也可安^ M目同的安装杆23上。(图6也提供了块25的良妤阮图， 特别;UL^^孔9)。
在以上所述的实施例中，巻轴10布置在与生产轴平行的平面上，并且, 织物涂敷器净組续^>在主^#料7上，焊缝30成连续的直线，该直线沿着 成品的侧部与，平行:fel伸下去。
然而，在上#法的一个#^^法中，在步骤ii)中，第^分可以沿着一
条绕着管形的轴螺j走布置的线^j:在第二部分上面，从而成品具有蝶旋的焊缝，
10这^:于某些应用场合，尤其是那些可以 口载荷的应用场合。图8中示出了
实施这种方法的装置36。
装置36包括与上ii^置1相同的_14^且件，尤其是它们相对于相同生产轴 进行布置，然而它们^"地方构造不一样。特别是，在孑U138中的孔37沿着 相对生产轴具有一定的倾斜角地进行布置，并iL4轴39被布置在与所述倾斜角 对齐的平面上。另外，上部和下部轨道40和41相对于生产轴偏置，使得将成 品4置中拉出时成品在其自身的轴J^走转。
因此，主^H"料42被孑U!38巻触螺it形，并且当其通过块43被拉出时， 它在其自身的轴Ji4t转，从而所;J^口的潔L^吸^ii^分逸过吸iji^^的地点。 精确定位'狄器(图8中未示出)和块43使其实现，并且#^理解到，如果需 ^f^r调整，能够在支撑杆44上移动块43。
在另一个可选的结构和方法(未示出)中，^€供^^吸*1域^>部件， 并且在该方法的步骤i)的成型过程中，激光吸 ^^械型为主^#料的絲 部分。'W^^A分在如下地点^4主^N"料中成型，在该地点处，成型巻的 最外侧部分叠方t^内部部分上，从而其同上錄置1 ;^a的'fct吸W^分很一 样iW置^目同的位置。因此，潮沈束的^P将导IW缝与前述很一样地形成。 带有在其内形成的激光吸4械分的主^^W常^jtit4tJ^W^^页域公知。
在另一个可选的结构和方法(未示出)中，设置 /及》)域^>部件， 从而在步骤i)中、在主^t料f^^叙圓孑L^前、织物涂敷絲^t吸W^分 施加到主^#料剩余的扁平部分上，从而'^t吸收材^fc^口到主^N"料的第 4分上，该第一部分叠放于第二部分上面。
在另一个可选的结构和方法(未示出)中，iM^b^吸4W^^部件，
从而在步骤i)中、如在装置l中那样、第一织物涂敷|^# 6吸》1域^^加到
巻的侧部，但第二织物涂敷器在主^N"料l^"i^圓孑L^前将^bbiUl域絲
加到主>(^#料剩余的扁平部分。因此，激光吸jJt^Nfcji加到主^N"料的第一 和第二部分两者^Ji。
在上述的装置1和36中，崎主糾料7被^v^置1中拉出，缘bt吸J]^ ^ifcl:续^口到主^t料7上面。然而，在一个可选的结构(未示出)中，设 置激光吸》|域^ 口部件，从而在步骤i)中间断的将^t吸4t^^加到主体 材料的第一和/或第二部分上，从而在步骤iii)中形成一系列的焊缝。这可以通过使用带有定时倒数功能的织物涂敷器而获得，例如将该织物涂敷器安装到转 动凸轮上。
因此，提供了一种制造坚固结实的管状产品的方法和装置，所制造的管状 产品在结合的在"^的地点处性能不会下降或变弱。
权利要求
1. 一种制造管状产品的方法，包括以下步骤i)在不吸收激光的主体材料的第一侧部布置激光吸收成分，ii)将主体材料成型为管状形状，其中第一部分叠放于第二部分上，且吸收成分被布置于它们之间，以及iii)引导适于被激光吸收成分吸收的激光光线穿过第一部分并到达激光吸收成分，使得形成焊缝，导致所述第一部分和所述第二部分被结合在一起。
2. 才M^U'J要求1所述的制造管状产品的方法，其特征在于，在步骤i) 中，潮沈吸4域分在其成型过程中初喊型为主^#料的#^部分。
3. #^权利要求1所述的制造管状产品的方法，^#棘于，在步骤i) 中，潮^吸 ^分由 口装置 口到主^#料的第一#部上。
4. 才娥权利要求3所述的制造管状产品的方法，^#4碌于，在步骤ii)中第"-4|^#:布置到第二部分上之前，在步骤i)中将^t^吸4tA^^口到第二 部^fp/或第一^分。
5. 才娥前面^-项^U'虔求所述的制造管状产品的方法，^#棘于，在 步骤i)中，^^吸》| ^*'司断辆置在主^#料的第"~^部处，使得在步骤 iii)中形成一系列的焊缝，导1^斤^"~^#所述第二部^^^合在-^。
6. 才M^U'J要求1-4中^"~项所述的制造管状产品的方法，其特征在于， 在步骤O中^Jt吸jM^i^续絲l^主^t料的第"H^部处，使得在步骤中形成单个连续的焊缝，导致所述第-^#所^二部^^^合在一^。
7. 才娘前面^-项4WJ要求所述的制造管状产品的方法，M^Mfe于，在 步骤ii)中，第一部分沿着一^H亍于管状形状的轴的钱被布置在第二部分上。
8. 才娥权利要求"中^-项所述的制造管状产品的方法，絲棘于， 在步骤ii)中，第-"^分沿着一条围绕管状形状的轴螺旋布置的线被布置在第二 部分上。
9. 才娥权利要求7或8所述的制造管状产品的方法，^#棘于，在步骤 ii)中将主^t^Htit^型孑Ul—系列的孑L4i出，以使其成型为管状形状。
10. 才娘前面^-项权利要求所述的制造管状产品的方法，其特棘于， 在步骤ii)中主^"料成型为管状形状，其中第二部分叠放在至少一个其它部分上面。
11.才Nt前面任一项权利要求所述的制造管状产品的方法，其特征在于， 在步骤iii)中将主^^Ht过圓孑Ul—系列的孑Ui出，并且当主^#料处于圆 孑Ul—系列的孔中时，将 ^^^>到^^吸》|仏分上。
12. 才娥前面^-项权利要求所述的制造管状产品的方法，絲^E^于， 进一步包括以下步骤iv) 向主^^Wp足够时间的焊4^后压缩力，以偵威型的焊,^:型，和/或v) 向主^^W^足够时间的辨^^后^P，以^f^型的焊,^^型。
13. —种^J^上如这里所述的制造管状产品的方法。
14. 一种实施:M又矛J^求1所述的制造管状产品的方法中至少步骤ii)和步 骤iii)的装置，其中该装置包括管成型部件、管##部件、'絲器和拉出部件， 其中管成型部件包^it于将主^N"料成型为管状形状的成型: L^一系列的孔， 其中管##部件包括圆孑UL—系列的孑L^'W^口孔，该 > 口孔与所述的 圓孑Ul—系列的孑L成一定角度iM，其中'a器适于发射穿ii^t^a孑LJ'J主 ^#料上的'^^，以及其中拉出部件适于将主^# 过管成型部件和管保 持部件拉出。
15. 才N^U'J要求14所述的实施制造管状产品的方法的装置，^##于， 该装置进一步包拾 ^及》1议^ 口部件，其适于在本方法的步骤ii)中在第一 部分被布置到第二部分上之前、将^^吸》|^^^加到第二部#/或第一部分。
16. 才M^U'j要求14或15所述的实施制造管状产品的方法的装置， 絲于，管^#部件包括贯通设有圆孔的块，并且其中圓孔包括伶W^口孔 W卜的辅助部分，其适于向主^t料提供足够时间的;kf^后压缩力和/或:lf^后 械钱型的焊敉型。
17. 差J^上如i^所述的以及附图中所示的用于实施制造管状产品的方法 的装置。
18. ^^一財居外WJ要求1到14的^-~项所述的制妙法制造的管状产品。
全文摘要
一种制造管状产品的方法，包括以下步骤i)在不吸收激光的主体材料的第一侧部布置激光吸收成分，ii)将主体材料成型为管状形状，其中第一部分叠放于第二部分上，且吸收成分被布置于它们之间，以及iii)引导适于被激光吸收成分吸收的激光光线穿过第一部分并到达激光吸收成分，使得形成焊缝，导致所述第一部分和所述第二部分被结合在一起。
文档编号H02G3/04GK101483327SQ200810154789
公开日2009年7月15日 申请日期2008年12月5日 优先权日2007年12月7日
发明者P·M·赫斯特, P·克莱顿 申请人:薄板绝缘体有限公司